浮选法操作在废水处理中的应用进展

刘　军（韶关市环保技术装备发展公司，广东省韶关市512000）



浮选法操作在废水处理中的应用进展

刘军（韶关市环保技术装备发展公司，广东省韶关市512000）

浮选法最初被应用在矿石行业，今年来，随着浮选技术的发展，我国在废水处理问题上浮选法也得到了广泛的应用。我国的进行浮选的设备处理量大，效率高，所以应用前景也很乐观。在本文中，笔者将对浮选法进行系统的介绍，特别是在废水处理方面。希望能在一定程度推动我国浮选法的改善，推动我国在废水的处理上的发展。

浮选法；废水处理；应用

1　引言

浮选法指的是将离子与相等量的或者过量的表面活性物混合，使之发生化学反应生成沉淀物质或者是络合物的类似物质，接下来，再用泡沫浮选法进行回收，换句话说，就是充分发挥表面活性物的作用，即其吸附性，使得生成的沉淀或者是络合物附着在气泡的表面。浮选法在上个世界被提出并使用，被广泛应用到各个领域，包括处理废水方面、矿石缝方面、冶炼金属等方面等。浮选法在这几个领域所起到的作用巨大，并且在一定程度上推动这几个行业的发展。本文，笔者将着重介绍浮选法在废水处理行业的使用和发展。

2　浮选法对废水中重金属离子的处理

2.1基本原理

浮选法最开始是在矿石行业被使用，是利用其泡沫来对固体进行分离，所以又叫做泡沫萃取。它的基本原理就是将惰性气体充入含有表面活性物的液体中，将惰性气体变成泡沫，再利用泡沫和溶质的物理性质，即分配性质，将被分离的物质聚集在泡沫上，然后再将泡沫取出即可将被分离的物质从液体中分离。在进行废水的处理时，就是采用该原理，将废水中含有的重金属离子分离出去。

2.2具体步骤

（1）首先向被处理的废水中加入足够的表面活性物特别是本身不具有表面活性的废水，还要加入足够的其他辅助试剂；

（2）产生大量的泡沫，可以通过对废水中不断鼓气或者持续搅拌的方式来达到目的，使得重金属离子完全充分附着造气泡上；

（3）将沾满重金属离子的气泡从溶液中取出，并对取出的泡沫进行完全破坏，可以采取机械的方式或是化学的方式，将重金属离子再从泡沫中取出。

3　浮选法的影响因素

3.1被分离物的种类

被分离物质的性质比较活泛，既可以是具有表面活性的物质，也可以是不具有表面活性的物质；被分离的物质既可以是一种，也可以是多种。但是待分离物质可以是一种，也可以是几种溶质。但是溶质的性质对整个分离过程有着一定的影响。

3.2溶液的pH

浮选法中的泡沫分离法的应用对象比较广泛，包括具有不同等电点的溶质和表面活性物质不同的溶质，比方说在对具有天然的表面活性物的蛋白质进行泡沫分离时，液体的pH值影响着蛋白质的富集程度。但这并不代表对非表面活性物没有影响，溶液的pH对其在溶液中加入的表面活性物有着很大的影响，特别是在重金属离子的附着程度上来说，换句话说，这对废水中重金属离子的除去起着关键的作用。

3.3温度

简单来说，废水处理中的每一种物质都受温度的影响。温度对泡沫的影响主要是其稳定性。若低于表面活性物的起泡温度，废水中起泡就不够充分，重金属离子的去除就不完全；若是高于表面活性物的起泡温度，就会降低表面活性物的气泡性，也会引起泡沫不充分的问题。另一方面，温度还影响着及重金属离子的附着能力。

3.4其他影响因素

废水的处理也受处理的废水总量、废水的密度、废水的进水速度、所选用的辅助剂等各方面的影响。在进行泡沫浮选的过程中，特别要注意的是，产生的泡沫的大小要符合规定，泡沫最好要很小，因为在浮选过程中，大的泡沫在上升的过程中会发生挤撞导致泡沫破损，从而引起重金属离子的脱落；另一方面，由于大泡沫的体积大，上升速度快，使得重金属离子也不易附着。

4　废水处理中浮选的应用

4.1离子浮选法

废水的脱色和有害离子的去除是离子浮选技术在废水处理应用的主要两点。脱除一些显色离子是废水脱色的主要去除物，含有毒性或者放射性的离子和一部分重金属离子是废水中要去除的主要的有害离子。

根据目前的研究状况来说，废水经过离子浮选技术处理过之后都可符合国家标准，可以直接排放。王永田等人通过柱浮选法和胶质气体泡沫分离研究了模拟工业废水中的Cu，最终使Cu的去除率达到了99%以上。N.K.Lazaridis等人采用废石作吸附剂的吸附浮选法、产生氢氧化铜的沉淀浮选法及磺酸盐作为捕收剂的离子浮选法等方法去除废了水中的铜离子，最终研究表明，吸附浮选法没有离子浮选法的效果好，铜去除率甚至达到了100%。孟佑婷等研究了采用茶皂素去除废水中 Cd2+、Cu2+和 Pb2+，最高去除率分别达到了 71.17%、81.13%和96.03%，而且这是一种具有很强选择性的去除过程。E.A.Jdid等研究了通过离子浮选回收胶卷漂洗液中的Ag+物质，在温度为20～40℃，pH为4～8的条件下，银能够达到99%的回收率。赵宝生等人研究发现，离子浮选法适合研究设备退役过程中产生的成分很复杂的放射性化学洗涤剂废水和处理铀同位素生产，还可回收铀，最终得到的浓缩废液体积仅有原液体积的1%。A.I.Zouboulis等人研究了通过离子浮选技术分离废水中的Cr6+和Cr3+，最终通过分离可以达到90%以上Cr6+的去除率。傅炎初等人发现，通过含有十六烷基三甲基溴化铵的捕诱剂，通过离子浮选法直接对活性染料染色废水采用浮选脱色处理，脱色率能够达到80～90%，废水色度处理后能够浮渣量极少且达到国家排放标准。

4.2泡沫浮选法

此技术能够用于减少水污染，除掉废水中的重金属离子。它的原理是使空气通入水体中，使微小气泡吸附水表面活性物质并与上浮到表面的气泡形成泡沫，最后把泡沫分离达到去除污水中悬浮态污染物和溶解态的目的。如废水里的Cr3+的去除，是用SDS作表面活性剂，Fe（OH）3作为絮凝剂，在间歇式泡沫塔的Cr3+的去除，达到了很好的分离效果，如果用沉淀法处理就很难满足国家废水排放标准里的铬离子含量限制条件。另外还能够用两段泡沫浮选提取方法回收废水中的锌和铜，首先在铜的最佳pH下，分离出铜，然后在锌的最pH条件下去除锌，然后再结晶、反萃、浓缩等处理锌铜有机泡沫相合后的富集液，最终制造出所需要的纯产品。

表1　矿石浮选和废水处理中的浮选的区别

5　种浮选的发展前景

现在我们倡导环保、低碳、绿色的生活方式，工业生产所造成的环境污染受到了越来越多的视野的关注，全世界每个人都希望能够实现环境污染的零处理，最小化。21世纪以来，随着全球经济的发展，能源危机也随之而来，新能源开发，节约不可再生能源是一条必须要走的道路，这需要我们寻求新的高端分离技术，以取代传统的分离方法。

浮选法是一种人类新探索的分离技术，在实际的应用中具有很高的潜力。近年来，适合于浮选分离的物料也越来越多的涌现出来，由于其能耗低、操作简单，特别适用于分离低浓度物质而广泛应用。

6　总结

总的来说，浮选法对工业废水的处理，是一种效果较好、适应性较强的一种废水处理方法。它不仅能够处理含有重金属离子或有机物的废水，还可以处理金属离子混合和有机物的较为复杂的废水。其次，对废水的综合利用和逐步回收有价成份也具有潜在的重要意义。实际上，浮选法的适用范围远不只局限于本文所说的的废水处理与矿物分离，在服务业、食品工业、农业、水净化等，甚至对被黄曲霉素污染的玉米，都能够采用浮选法。

［1］刘 剑，王九思，吕江平，等.表面活性剂在泡沫浮选分离中的应用［J］.精细石油化工进展，2008，9（6）：50～53.

［2］曾 凡，等.矿物加工颗粒学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2001：395～396.

［3］汪德进，沈建平，沈文豪.泡沫浮选法处理含铬废水的试验研究［J］.化肥工业，2003，30（3）：13～15.

刘 军（1983-），男，工程师，大学本科，主要从事环保治理工程及环境影响评价工作。

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2095-2066（2016）10-0009-02

2016-3-15